Barr DE et coll. Un pulsar binaire avec un objet compact dans l’écart de masse entre les étoiles à neutrons et les trous noirs. Sciences, janvier 2024.
Les astronomes utilisant le radiotélescope MeerKAT ont fait une découverte révolutionnaire dans la Voie Lactée : un objet mystérieux dont la masse est supérieure à celle de l’étoile à neutrons la plus lourde, mais plus légère que le plus petit trou noir. L’objet, identifié à proximité d’une étoile à neutrons en rotation rapide ou d’un pulsar milliseconde appelé PSR J0514-4002E, a été trouvé dans un amas globulaire dense d’étoiles à environ 40 000 années-lumière. Le MeerKAT, équipé de 64 antennes en Afrique du Sud, a détecté le reste du stellaire dense. Si le compagnon était un trou noir, il aurait formé un système binaire radio pulsar-trou noir très convoité, offrant une opportunité unique de tester la théorie de la gravité d’Einstein.
Le pulsar, tournant à une vitesse étonnante de 170 fois par seconde, a été observé grâce à de faibles ondes radio. Les changements dans ses impulsions régulières ont révélé un objet en orbite avec une densité incroyable, probablement le reste d’une étoile massive effondrée. Le pulsar et l’objet mystérieux tournent autour l’un de l’autre tous les sept jours terrestres à une distance de 5 millions de kilomètres, tombant dans l’écart de masse du trou noir. Les étoiles à neutrons et les trous noirs naissent lorsque les étoiles massives épuisent leur combustible de fusion nucléaire. L’effondrement du noyau de l’étoile conduit à la formation d’étoiles à neutrons ou de trous noirs. L’objet récemment découvert remet en question la compréhension actuelle de l’écart de masse du trou noir, car il a plus de masse que n’importe quelle étoile à neutrons connue mais moins que n’importe quel trou noir connu. Les chercheurs suggèrent que l’objet pourrait avoir été créé par une collision entre deux étoiles à neutrons dans l’amas globulaire surpeuplé NGC 1851. Cependant, la nature du compagnon, qu’il s’agisse d’une étoile à neutrons, d’un trou noir ou d’un objet cosmique jusqu’alors non identifié, reste inconnu. Le système récemment découvert sert de laboratoire cosmique unique, offrant un aperçu des conditions extrêmes et promettant un tournant dans notre compréhension des étoiles à neutrons, des trous noirs et de l’énigmatique écart de masse des trous noirs. Cette découverte ouvre de nouvelles voies pour étudier le comportement de la matière et la physique dans les environnements les plus extrêmes de l’univers.
